工業(yè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)多任務(wù)容錯(cuò)調(diào)度技術(shù)及應(yīng)用研究.pdf

1、該論文在總結(jié)工業(yè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,綜合分析了已有調(diào)度算法特點(diǎn),針對(duì)它們用于工業(yè)實(shí)時(shí)計(jì)算時(shí)存在的問(wèn)題,提出了改進(jìn)算法和集成調(diào)度算法,從理論上分析了所提出算法的可調(diào)度性和容錯(cuò)性,并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)證明了算法的有效性和可行性.其主要工作和研究成果體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:·針對(duì)工業(yè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)中周期任務(wù)和非周期任務(wù)特點(diǎn),提出了預(yù)訂處理時(shí)間的混合任務(wù)調(diào)度算法,其中周期任務(wù)遵循單調(diào)速率調(diào)度(Rate-Monotonic Scheduling,R

2、MS)算法調(diào)度運(yùn)行,非周期任務(wù)遵循最早時(shí)限優(yōu)先(Earliest Deadline First,EDF)算法在預(yù)訂處理時(shí)間內(nèi)調(diào)度運(yùn)行.非周期任務(wù)只在預(yù)訂時(shí)間內(nèi)調(diào)度,不會(huì)帶來(lái)周期任務(wù)的重新分配,在很大程度上減少了實(shí)時(shí)任務(wù)在線調(diào)度的復(fù)雜性.·通過(guò)對(duì)周期任務(wù)關(guān)鍵時(shí)刻實(shí)際執(zhí)行時(shí)間的分析計(jì)算,首次以解析方法系統(tǒng)地計(jì)算多周期任務(wù)的最大可預(yù)留處理時(shí)間.基于周期任務(wù)參數(shù)的可確定性,離線完成計(jì)算量相對(duì)大的周期任務(wù)分配和預(yù)留處理時(shí)間計(jì)算.該方法能充分利用處

3、理機(jī)的有效處理時(shí)間,但沒(méi)有增加系統(tǒng)在線開銷.·采用主/副版本冗余技術(shù)和副版本主動(dòng)與被動(dòng)運(yùn)行相結(jié)合的方式,提出了以最小化所需處理機(jī)數(shù)為優(yōu)化目標(biāo)的Best-Fit啟發(fā)式容錯(cuò)調(diào)度算法.通過(guò)故障恢復(fù)與故障機(jī)在線替換策略保證多處理機(jī)故障的容錯(cuò).提出了集成容錯(cuò)調(diào)度算法實(shí)現(xiàn)多處理機(jī)系統(tǒng)中周期和非周期混合任務(wù)的容錯(cuò)調(diào)度,以靜態(tài)調(diào)度方式離線完成周期任務(wù)主版本與副版本的容錯(cuò)分配和各處理機(jī)上最大可預(yù)留處理時(shí)間的計(jì)算,以動(dòng)態(tài)調(diào)度方式完成隨機(jī)到達(dá)系統(tǒng)的非周期任務(wù)

4、的主版本與副版本的容錯(cuò)分配,這種靜態(tài)調(diào)度與動(dòng)態(tài)調(diào)度相結(jié)合方法極大地降低了任務(wù)在線調(diào)度的復(fù)雜性,副版本主動(dòng)運(yùn)行方式與被動(dòng)運(yùn)行方式的綜合使用有效地減少了處理機(jī)數(shù)目.·針對(duì)一類嵌入式控制系統(tǒng)(Embedded Control Systems,ECS)實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度特點(diǎn),指出了多處理機(jī)頂層優(yōu)先級(jí)協(xié)議控制ECS中資源訪問(wèn)存在的問(wèn)題,將非搶占臨界時(shí)段協(xié)議擴(kuò)展到多處理機(jī)容錯(cuò)系統(tǒng),詳細(xì)分析了擴(kuò)展協(xié)議下實(shí)時(shí)任務(wù)阻塞因素和各因素帶來(lái)的阻塞時(shí)間,提出了一種EC